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电压信号系统和电流信号系统之间的差异

电压信号系统

使用可变电压用于仪器信号似乎是探索相当明显的选择。让我们看看电压信号仪器如何用于测量和中继有关水箱级的信息:

该图中的“变送器”包含其自己的精确调节电压源,电位计设置在水位后水箱内的浮子的运动变化。“指示器”只不过是电压表,其中校准的量表以读取的水(英寸,脚,米)而不是伏特。

随着水箱水平的变化,浮子将移动。随着浮动移动,电位器刮水器将相应地移动,将不同比例的电池电压除以两导体电缆并接通到电平指示器。结果,指示器接收的电压将代表储罐中的水水平。该基本发射器/指示器系统可靠且易于理解,但它具有其限制。也许最伟大的是,系统精度可能会受到过度电缆电阻的影响。请记住,实际电压表绘制少量电流,即使它是VOLTMETER根本不绘制任何电流的理想选择。这是这种情况,特别是对于可能用于工业质量体系的重型,粗糙的模拟仪表运动的种类,通过2导体电缆线将存在少量电流。
具有沿其长度的少量电阻的电缆将下降少量电压,而不是在发射器的引线上的引线上缩小电压。然而,这种电压丢失,但小,构成了测量误差:

电阻符号已添加到电缆的电线中以显示真实系统中发生的情况。记住,这些电阻可以用重型线(以额外费用)和/或通过使用高电阻电压表来减少它们的效果,用于指示器(在额外的复杂性)。尽管存在这种固有的缺点,但由于它们的极端设计简单,因此在许多应用中仍然使用电压信号。一个常见的信号标准是0-10伏特,这意味着0伏的信号表示0%的测量值,10伏代表的测量值为100%,5伏表示测量的50%,等等。设计为输出和/或接受该标准信号范围的仪器可用于从主要制造商购买。更常见的电压范围是1-5伏,这使得使用“Live Zero”概念进行电路故障指示

当前信号系统

通过使用电子放大器可以设计输出恒定量的电路而不是恒定的电压。该组件集合统称为当前源,其符号如下所示:

电流源根据其导线的需要产生多大或多的电压,以产生通过它的恒定量。这与电压源(理想电池)相反,这将输出电流的电流,外部电路在保持其输出电压恒定时。在典型的电子设备典型的“常规流动”符号中,箭头指向电子运动方向。为这一令人困惑的符号道歉:本杰明富兰克林的另一个遗产的电子假设
流动!

电流源可以作为可变器件构建,就像电压源一样,它们可以设计成产生非常精确的电流量。如果要使用可变电流源代替可变电压源构造发射器设备,我们可以根据电流而不是电压设计仪表信号系统:

The internal workings of the transmitter’s current source need not be a concern at this point, only the fact that its output varies in response to changes in the float position, just like the potentiometer setup in the voltage signal system varied voltage output according to float position.
请注意,指示器如何是电流表而不是电压表(始终如一地,在坦克中以英寸,脚或米的水线校准)。由于电路是串联配置(占电缆的占用),所以电流将精确地等于所有组件。在有或没有电缆电阻的情况下,指示器处的电流与发射器处的电流完全相同,因此可能没有发生错误
带电压信号系统。这种保证零信号劣化是电流信号系统过电压信号系统的优点。
现代使用中最常见的电流信号标准是4至20毫安(4-20 mA)环,其中4毫安代表0%的测量值,20毫安代表100%,12毫安代表50%,等等。4-20 mA标准的方便特征是其易于信号转换为1-5伏表示仪器。一个简单的250欧姆精密电阻与电路串联连接,将在4毫安的1伏下降,在20毫安的5伏下降,等:

当前的回路比例4-20毫安并不总是是当前乐器的标准:虽然有一段时间,但也有10-50毫安标准,但该标准已被淘汰。4-20毫安环路循环最终至上的一个原因是安全:电路电压越低于10-50 mA系统设计,人身休克损伤的机会较少和/或能够产生的火花在某些工业环境中点燃易燃气氛。

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